纯电动汽车的结构原理探究

纯电动汽车的工作原理是通过蓄电池产生电流，经过电力调节器（逆变器）将电能输送到电机，再通过动力传动系统驱动汽车行驶。纯电动汽车的硬件主要由底盘、车身、蓄电池组、电机、控制器和辅助设施6部分组成。由于电机具有良好的驱动特性，纯电动汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速由控制器通过调速系统改变电机的转速来控制。

燃油汽车主要由发动机、底盘、车身和电气4大部分组成，而纯电动汽车的结构与燃油汽车相比，主要增加了电力驱动控制系统，而取消了发动机，电力驱动控制系统的组成与工作原理如图3-2-3所示，它由电力驱动主模块、车载电源及控制模块和辅助模块3大部分组成。

图3-2-3 电力驱动控制系统的组成与工作原理

汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流），通过控制器驱动电机运转，电机输出的转矩经传动系统带动车轮正转或倒转（前进或后退）。电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程，则必须尽可能节省蓄电池的能量。

（1）电力驱动主模块

电力驱动主模块主要包括中央控制单元、驱动控制器、电机、机械传动装置和车轮等。其作用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。

中央控制单元根据加速踏板和制动踏板的输入信号，向驱动控制器发出相应的控制指令，对电机进行起动、加速、减速、制动控制。

驱动控制器按中央控制单元的指令、电机的速度和电流反馈信号，对电机的速度、驱动转矩和旋转方向进行控制。驱动控制器必须与电机配套使用。

机械传动装置是将电机的驱动转矩传输给汽车的驱动轴。

电机在纯电动汽车中需要承担电动机和发电机的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电动机功能，将电能转化为机械能；在减速和下坡滑行时则转换为发电机，将车轮的惯性动能转化为电能。因为汽车使用工况比较复杂，所以纯电动汽车对电机的要求比较高。基本要求如下：

1）较大范围的调速性能。

2）高效率，低损耗。

3）在车辆减速时实现制动能量回收并反馈给蓄电池。(www.xing528.com)

4）电机的重量、各种控制装置的重量和冷却系统的重量等尽可能小。

5）电气系统和控制系统的安全性，都必须符合国家（或国际）有关车辆电气控制的安全性能的标准和规定，装备高压保护设备。

6）可靠性好、耐温和耐湿性能强，能在较恶劣的环境下长期工作。

7）结构简单、适合大批量生产、运行噪声低、使用维修方便、价格便宜等。

（2）车载电源及控制模块

车载电源模块主要包括蓄电池电源、能量管理系统和充电控制器等。其作用是向电机提供驱动电能、监测电源使用情况并控制充电机向蓄电池充电。

纯电动汽车的能量管理主要指蓄电池管理系统，它的主要功用是对纯电动汽车用蓄电池单体及整组进行实时监控、充放电、巡检、温度监测等。充电控制器将交流电转化为相应电压的直流电，并按要求控制其电流。

（3）辅助模块

辅助模块主要包括辅助动力源、动力转向系统、驾驶室显示操纵台和辅助装置等。

辅助动力源主要由辅助电源和DC/DC转换器组成，其作用是供给纯电动汽车其他辅助装置所需的电能，一般为12V或24V的直流低压电源，它主要给动力转向单元、制动力调节控制、照明、空调、电动门窗等辅助装置提供电能。

动力转向单元是为使汽车转向设置的，它由转向盘、转向器、转向机构和转向轮等组成。作用在转向盘上的控制力，通过转向器和转向机构使转向轮偏转一定角度，最终使汽车转向。

驾驶室显示操纵台类似于传统汽车驾驶室的仪表盘，不过其功能根据纯电动汽车的驱动控制特点而有所增减，其信息指示更多地选用数字方式。

辅助装置主要有照明、声光信号装置、车载音响设备、空调、刮水器、风窗除霜清洗器、电动门窗、电控玻璃升降器、电控后视镜调节器、电动座椅调节器、车身安全防护装置控制器等。它们主要是为提高汽车的操控性、舒适性和安全性而设置的，可根据需要选装。